thumb|right|Pictograma internacionau senhalant la preséncia de substàncias radioactivas.
La radioactivitat es un fenomèn fisic caracterizat per la transformacion espontanèa de nuclèus atomics instables en nuclèus pus estables. Aqueu procès emet d'energia sota forma de particulas e de raionaments electromagnetics capables de penetrar dins la matèria, d'ionizar l'aire, d'impressionar de placas fotograficas e d'excitar la fluorescéncia de divèrsei substàncias. Descubèrt per azard en 1896 per lo fisician francés Henri Becquerel, la radioactivitat venguèt un subjècte de recèrca majora durant lo sègle XX gràcias a de personalitats coma Pierre e Marie Curie, Ernest Rutherford ò Frédéric e Irène Joliot-Curie. Aquelei trabalhs son a l'origina d'aspèctes importants de la societat modèrna coma lei centralas nuclearas e leis nuclearas.
Lei fenomèns radioactius son fòrça divèrs. Son generalament classats en foncion dei particulas e deis raionaments emés. Entre lei principaus, se tròban ansin la radioactivitat α, la radioactivitat β, la radioactivitat γ, la fission nucleara e la fusion nucleara. Pasmens, n'existís d'autrei, pus rars, coma la conversion intèrna ò la captura electronica. D'un biais generau, lei fenomèns emetors de radiacions γ son perilhós per leis organismes vivents. D'efiech, en causa de sa carga energetica, pòdon engendrar de reaccions d'ionizacion dins la matèria, compres l'ADN. Aqueleis efiechs biologics son classats dins doas categorias que leis efiechs deterministas (trèbols digestius, cremaduras, destruccion de cellulas...).
Lei nuclèus susceptibles de subir de desintegracions radioactivas son de nuclèus instables. Tènon generalament un excès de protons ò de neutrons. Pasmens, la màger part dei nuclèus pesucs, per exemple aquelei d'urani, son tanben instables. Aquelei desintegracions an luòc naturalament e son impossiblas de preveire per un atòm donat. En revènge, per una populacion de plusors miliers d'atòms, de lèis estatisticas permèton de seguir lo nombre de desintegracions dins la mòstra. Dins certanei cas, es tanben possible d'ajustar d'elements per favorizar certanei mecanismes radioactius (reaccion en cadena).
Istòria
La radioactivitat foguèt descubèrta en 1896 per Henri Becquerel (1852-1908) durant sei trabalhs sus la fosforescéncia. Lei materiaus fosforescents son caracterizats per l'emission d'una lutz dins la sorniera après exposicion a la lutz visibla. Becquerel pensava que la lusor producha dins de tubes catodics expausats ai rais X èra liada a son camp de recèrca. Son experiéncia consistiá a plaçar una placa fotografica embalada de papier negre en contacte de materiaus fosforescents. A l'excepcion dei mòstras de saus d'urani, totei lei resultats foguèron negatius. Aquelei saus avián impressionat la placa fotografica a travèrs dau papier. Pasmens, d'experiéncias novèlas mostrèron que lei saus d'urani avián pas besonh d'èstre expausats a la lutz per marcar la placa e que d'autreis elements compausats d'urani donava de resultats similars. La natura dau raionament emés per lei mineraus uranics èra donc diferenta de la fosforéncia e pròche dau raionament X descubèrt en 1895 per lo fisician alemand Wilhelm Röntgen (1845-1923).
La descubèrta d'aqueu raionament entraïnèt d'estudis novèlas per Becquerel, Pierre Curie (1859-1906), Marie Curie (1867-1934) e Ernest Rutherford (1871-1937). Aquò mostrèt que lei raionaments uranics èran pus complèxs que lo raionament X. Tres compausants principaus foguèron identificats e dichs α, β e γ. D'experiéncias suplementàrias permetèron de descubrir que lei particulas α avián una carga positiva, lei particulas β avián una carga negativa e lei particulas γ una carga neutraEn fach, leis emissions γ son compausats d'un raionament electromagnetic e non de particulas tant massivas que lei particulas α (nuclèu d'Èli) e β (Electron).. Puei, se descurbiguèt que lei particulas α èran de nuclèus d'èli-4 e lei particulas β d'electrons. En parralèl de l'estudi dei raionaments, lo nombre de mineraus radioactius coneguts aumentèt pauc a pauc. Aquò foguèt completat en 1934 per la descubèrta de la radioactivitat artificiala per Irène Joliot-Curie (1897-1956) e Frédéric Joliot-Curie (1900-1958).
Lei perilhs de la radioactivitat foguèron pas descubèrts immediatament en causa dei quantitats limitats de produchs fòrtament radioactius disponibles au començament dau sègle XX. Au contrari, maugrat l'oposicion de certanei scientifics coma Marie Curie, lo radi e leis elements radioactius se veguèron dotats de qualitats terapeuticas per certanei mètges. La descubèrta de l'efiech mutagèn de la radioactivitat en 1927 per Hermann Joseph Muller (1890-1967) e un nombre grand de decès causats per la radioactivitat dins leis ans 1930 entraïnèron la disparicion d'aquela mòda.
Fònts de radioactivitat
Se parla de « radioactivitat naturala » per designar lei fònts radioactivas non produchas per leis activitats umanas. Per exemple, es lo cas dau gas radon, naturalament produch dins certanei ròcas, e dau raionament cosmic. Au contrari, se parla de « radioactivitat artificiala » per designar lei fònts radioactivas produchas per leis activitats umanas. Aqueleis elements tènon un ròtle important dins la realizacion d'examens medicaus, dins la sintèsi d'elements radioactius pesucs sintetics ò dins lei procès de concentracion artificiala de matèria radioactiva. Pasmens, quina que siegue la fònt considerada, lo fenomèn fisic a l'origina de la radioactivitat es lo meteis.
Fònts naturalas
La fònt principala de radioactivitat naturala es representada per lei radioisotòps ja presents dins la natura. Son engendrats per leis explosions d'estelas gigantas (supernova) ò per la degradacion d'autreis elements radioactius. Per exemple, un tròç de granit tèn una fraccion infima d'urani que va lentament se transformar en radon radioactiu. Pasmens, leis isotòps radioactius naturalament presents dins l'environament (urani, tori...) son generalament lei pus estables car, dins lo cas contrari, aurián ja disparegut. L'activitat radioactiva naturala de la crosta terrèstra es donc fòrça febla. Evoluciona localament segon lei ròcas de superficia amb de maximoms observats dins lei regions contenent de concentracions pus autas en elements pesucs. En Occitània, lo Massís Centrau, lei Pirenèus e l'Esterèu presentan una radioactivitat naturala pus importanta que lo rèsta dau país(en) G.Ielsch, M.Cuney, F.Buscail, F.Rossi, A.Leon, M.E.Cushing, « Estimation and mapping of uranium content of geological units in France », Journal of Environmental Radioactivity, genier de 2017, vol. 166, n° 2, pp. 210-219..
La segonda fònt de radioactivitat naturala es aquela deis elements presents dins leis organismes vivents. Per exemple, lo còrs uman tèn una radioactivitat naturala causada per leis isotòps de carbòni-14 e de potassi-40. Lei vias d'intrada principalas d'aqueleis isotòps dins l'organisme son la respiracion e l'alimentacion. Enfin, la darriera fònt de radioactivitat naturala es aquela que provèn dei raionaments cosmics. Aqueu raionament pòu agantar dirèctament la superficia terrèstra. Pasmens, la preséncia de l'atmosfèra terrèstra entraïna puslèu son absorpcion per lei gas atmosfèrics e l'emission d'una radioactivitat segondària. Aqueu fenomèn explica la preséncia d'isotòps d'estabilitat intermediària dins l'atmosfèra terrèstra coma lo carbòni-14 ò l'idrogèn-3.
Aquela radioactivitat naturala representa aperaquí 77% de la dòsi recepuda cada annada per un èsser uman(fr) A propos de quelques objections fréquentes sur le nucléaire civil .
Fònts artificialas
L'activitat umana representa 23% de la dòsi annuala recepuda per un èsser uman. La màger part es compausada per la radioactivitat producha per lei tecnicas d'imatjariá medicala. Lo rèsta provèn deis activitats militaras (assais nuclears ancians...), industrialas (energia nucleara civila, sector minier especialament aqueu dau carbon...) e scientificas (accelerators de particulas...).
Se fau notar que l'imatjariá medicala per rais X es la fònt principala de rais ionizants d'origina umana. Pasmens, es pas comptada coma dòsi de radioactivitat car, se leis efiechs presentan de similituds importantas, l'origina dau raionament X es diferenta.
Tipes principaus de radioactivitat
Fenomèns caracterizats per una emission de nucleïds
Radioactivitat α
thumb|Emission d'una particula α.
La radioactivitat α es causada per l'emission de nuclèus d'èli formats de dos protons e de dos neutrons. Lo nuclèu atomic qu'emet la particula α se transforma en un nuclèu novèu que tèn un nombre de massa demenit de 4 e un numerò atomic demenit de 2 :
Una particula α a generalament una energia cinetica febla a respècte de sa massa e sa velocitat es fòrça inferiora a aquela de la lutz. Sa fòrça de penetracion, ja fòrça limitada per sa carga auta, es donc fòrça febla (de l'òrdre centimètres dins l'aire).
Emission de proton
L'emission de proton es un fenomèn de radioactivitat rar que pòu s'observar per un nuclèu pesuc ò après una desintegracion β per desexcitar de nivèus d'energia auts. Foguèt descubèrt en 1969. En 2009, solament 47 isotòps son coneguts per presentar aquela proprietat(en) Bertram Blank, « One- and Two-Proton Radioactivity », dins The Euroschool Lectures on Physics with Exotic Beams, vol. III, J.S. Al-Khalili, E. Roeckl, 2009, pp. 170-171.. En 2002, se descurbiguèt tanben l'existéncia d'emission dobla de protons.
Emission de neutron
L'emission de neutron es un fenomèn radioactiu que caracteriza la reaccion d'un isotòp inestable que va perdre un neutron mai gardar son numerò atomic. Aqueu tipe d'emission es frequent per lei reaccions de fission nucleara. Es tanben present sus certanei reaccions de fusion. Es la basa dei reaccions en cadena que permèton lo foncionament dei centralas e deis armas nuclearas.
Radioactivitat de cluster
La radioactivitat de cluster es un tipe rar de fenomèn radioactiu caracterizat per l'emission d'un nuclèu pus important qu'una particula α. S'obsèrva per d'isotòps pesucs e es un tipe de radioactivitat totjorn menor qu'acompanha un fenomèn majoritari de radioactivitat α. Per exemple, es lo cas dau nuclèu de radi-221 que pòu de còps emetre un nuclèu de carbòni-14.
Fenomèns de radioactivitat β
thumb|right|Emission d'una particula β.
Radioactivitat β- e β+
La radioactivitat β es un tipe de desintegracion radioactiva caracterizada per l'emission d'una particula β, formada per un electron ò un positron, e d'un neutrinò ò d'un antineutrinò. Se la particula emesa es un electron, se parla de desintegracion β-. Dins lo cas contrari, se parla de desintegracion β+. Per exemple, dins lo cas d'una emission β d'un nuclèu d'idrogèn-3 que va se transformar en èli-3 :
L'emission d'electron ò de positron pòu tanben èsser dobla. Se parla alora d'emission β dobla.
Lo poder de penetracion dei particulas β es relativament limitat car sa talha importanta entraïna d'interaccions importantas amb la matèria. Un fais d'aquelei particulas es donc aisament blocat per un fuelh de papier.
Captura d'electron
La desintegracion β se pòu generalizar au fenomèn de captura d'electron que va entraïnar la transformacion d'un proton en neutron e l'emission d'un neutrinò segon la relacion seguenta :
Un mòde pus rar es la captura d'electron dobla que sei consequéncias son similaras. Per exemple :
Desintegracion β liada
La desintegracion β liada es un tipe rar de radioactivitat que pòu se debanar per d'atòms fòrça ionizats. La desintegracion β- va alora entraïnar la transformacion d'un neutron en proton e emetre un electron e un antineutrinò. Pasmens, tre son emission, l'electron es capturat per leis orbitalas K, L ò M de l'atòm. Ansin, a l'exterior de l'atòm, l'unica emission observada es aquela de l'antineutrinò.
Transicions entre estats d'energia
Transicion isomerica